最近，爱板网拿到了AVNET推出的一款入门级FPGA开发平台——LX9 MicroBoard，板卡采用的主芯片是基于赛灵思 Spartan-6 FPGA系列的XC6SLX9，在整个Spartan-6 FPGA产品系列中，属于容量相对较小（倒数第二），非常适合作为入门级的FPGA开发平台。
众所周知，Spartan6系列FPGA是Xilinx公司所推出的针对成本敏感性应用产品系列，面世已久，非常可靠稳定，采用低功耗45nm 9层金属布线双层氧化工艺技术，此系列的FPGA产品最大密度能达到15万个逻辑单元，内置了丰富的系统级模块，包括第二代DSP48A1 Slices、SDRAM控制器、增强型混合时钟管理模块、SelectIOTM技术、功率优化的高速串行收发器、PCI Express兼容端点模块等等，由于其低成本、相对不小的逻辑资源以及丰富的功能，因此也非常适合作为FPGA学习的入门器件。目前市场上也有非常多的基于Spartan6 FPGA的开发板，比如之前爱板网曾经介绍过的Nexys3开发板和Atlys开发板，今天我们就来好好瞧瞧安富利的LX9 MicroBoard开发平台又有怎样的特点，是否能满足广大FPGA工程师或者爱好者的需求呢？
如果给开发板的包装盒贴上标签的话，LX9 MicroBoard的包装绝对算得上豪华版，直接看图。
包装盒内的东西可以说一应俱全，除了本身的Spartan-6 LX9 MicroBoard FPGA开发平台外，配件还包括ISE Design Suite 13的DVD光盘，一根MicroUSB线、一根USB扩展延长线，几张纸质的使用指导说明以及技术文档，包括资料下载url地址、Licence（器件锁定为 Spartan-6 LX9）等。让人比较意外的是， LX9 MicroBoard FPGA开发平台并不像我们平时印象中FPGA开发平台那般大而复杂，而是设计的十分小巧，甚至比目前许多的MCU板卡尺寸还小。另外，开发板自带了一个USB接口，可以直接与电脑的USB HOST接口连接，不需要额外的USB线缆，类似我们平时看到的USB Dongle，当然，有些电脑因为连接过多的USB设备，可能因为空间限制没法直接将LX9 MicroBoard插上电脑，此时我们也可以通过配件中自带的USB扩展延长线连接板卡，考虑得非常贴心。
作为基于低成本的Spartan-6 FPGA开发平台，L9 MicroBoard开发平台的资源并不属于那种大而全，而是主次分明，从板载的资源来看，更倾向于网络通信方面，不过，板载的FPGA芯片本身内置的外设和板卡的扩展接口也使得在各种应用环境下都会有一些用武之地，不论是初入FPGA领域的入门级功能，还是更深层的运行RTOS的系统、基于Linux的网站服务器，LX9 MicroBoard都能够帮助用户验证设计方案，具体的板载资源分布情况如下图所示。
LX9 MicroBoard 系统框图：
LX9 MicroBoard板载资源：
- 10/100 以太网 PHY
- 128 Mb Multi-I/O SPI Flash
- 4-bit DIP 开关
- 64MB LPDDR SDRAM
- 4个 LED
- 板上 USB JTAG 电路
- 通过 USB 实现的过压和 ESD 保护
- 可编程时钟芯片
- 重置和 PROG 按钮
- 一些预制的 MicroBlaze 系统
- 带有 Power Good 指示器的单芯片、3 轨 电源
- Spartan-6 XC6SLX9 FPGA
- 2 x Digilent Pmod™ 兼容接头 (2x6)
- USB-to-UART 端口
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FTDI USB高速FPGA开发模块 一款带有高性能USB2.0功能的Cyclone®-II FPGA，方便超高速通信，以100毫秒的速度FPGA编程和可重复编程。
如果对Spartan-6系列FPGA了解的同学一定知道，事实上，Spartan-6还分为两种系列：LX和LXT。
其中LX系列没有内嵌PCI-Express兼容端点模块和高速串行收发器模块，LX9 MicroBoard开发板板载的XC6SLX9 FPGA芯片属于LX系列，包含9000多个逻辑单元，采用了点距更小的Chip Scale封装，能提供多达200个可使用I/O，XC6SLX9的I/O资源分为4个Bank，可以接不同的供电电压，所以设计时要综合考虑管脚的设置和PCB的布局，使得PCB走线距离尽量短和整齐。
从LX9 MicroBoard板卡上来看，XC6SLX9位于PCB的中心，所有的外围电路都是围绕它，由于管脚密集，芯片周围必须留出足够的空间用于布线。而从板卡的扩展能力来看，LX9 MicroBoard做得并不够好，目前除了一个百兆的以太网接口外，外部模块功能的扩展只能依靠板载的两个PMOD借口，局限性比较大，由此也能看出，LX9 MicroBoard开发平台还是针对入门级的FPGA学习者或者是对以太网应用有需求的工程师用户。
上电使用
由于LX9 MicroBoard具备了一个USB HOST接口以及一个MicroUSB接口，对于初次接触此板卡的用户会有疑惑，到底哪一个才可以上电启动板卡呢？答案是两个都可以。当然，供电只是这两个接口的共同的部分功能，其中USB HOST接口还支持USB-JTAG调试功能，而MicroUSB接口还具有USB转串口功能。
通过USB HOST端接口启动板卡。
当然，这样你只能表面的看到FPGA开发板的一些LED点灯情况，如果你想更清楚得了解FPGA的内置程序，还是需要通过串口输出来查看系统日志，这时就需要通过板载的MicroUSB接口了。
和爱板网之前评测的Artix-7 50T FPGA开发板一样，由于板卡是通过Silicon Labs的CP210X系列芯片实现USB转串口的功能，所以我们首先要安装这个芯片的驱动的，因为笔者电脑已经安装过了，所插上MicroUSB线缆就能直接使用串口功能。
打开串口工具（putty），设置正确的参数，重启下FPGA板卡（SW4按键），会看到LX9 MicroBoard的启动日志。
启动完成会载入内置的程序
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初始化完毕后我们可以通过help命令可以查看相关的命令操作，如关闭LED的闪烁、执行测试等操作，这里就不再一一演示，我们具体来看下板卡的以太网应用。
通过以太网线将LX9 MicroBoard开发板与电脑网口连接起来。
设置网络协议，因为为保证PC与开发板的正常通信，网络协议必须设在通过一个网关下，参考板卡的网络协议参数，这里将笔者的电脑IP设置如下。
设置完成照理就可以通过确定的IP访问板卡，不过笔者在实际访问的时候出现了404 page not found问题。
原来在网络协议设置完后还必须重启LX9 MicroBoard板卡才行，重启后就能正常访问。
这个以太网的应用程序是通过lwIP创建简单网页服务器，这样我们就可以在网页服务器端非常方便的控制板卡、监视板卡等操作，比如点亮LED、监视板卡上的拨码开关状态等，如下图所示。
从这个应用我们也可以看到，使用LWIP的网络协议栈，我们可以很方便的将web服务器嵌入到你的软件应用程序，简而言之，LX9 MicroBoard的Web服务器功能提供了一种用互联网浏览器来控制、监视嵌入式系统的方案，尤其在目前物联网大势崛起的今天，是不是很酷！
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如何开发
体验了下LX9 MicroBoard内置的应用程序功能，那如何来开发这块FPGA板卡呢？
首先当然是选择开发环境，开发环境对于FPGA设计是非常重要的一部分，Xilinx公司为Spartan-6系列的FPGA提供了强大的集成设计工具ISE Design Suite，集成丰富的IP资源，使得FPGA的设计变得更加灵活、方便。
ISE Design Suite中主要包含了ISE、EDK、Chipscope Pro等工具，一般来说，如果我们的设计更多的是逻辑设计时，只需要在ISE下建立工程（下文也将以ISE为例）；而EDK工具更加适合软硬件的综合设计，能很方便的搭建嵌入式系统平台；另外，Chipscope Pro是赛灵思的一个在线逻辑分析仪。
众多的功能也意味着庞大的安装程序，不过，好在在LX9 MicroBoard套件中，附赠的光盘中提供了ISE Design Suite V13的安装光盘，我们也省去了下载，直接安装即可。
安装完成可以通过套件中提供的Licence在Xilinx网站获得Licence的授权，解锁相应的器件。
结合在AVENT官网提供的LX9 MicroBoard板卡丰富的Demo程序和参考设计（免费下载），可以根据设计指导文档一步步进行设计。
对LX9 MicroBoard板卡的开发，就不免要对FPGA的配置以及板载的串行Flash编程，LX9 MicroBoard提供了两种对FPGA配置以及对板载的串行Flash编程方式，一种是通过板卡背部的JTAG接口，如下图所示。
不过这种需要用到额外的赛灵思仿真器，笔者手头也没有，所以暂不考虑；另外一种就是通过板卡自带的USB-JTAG接口进行对FPGA的配置以及对Flash的编程，这也是省钱省事最理想的方式了，当然，并不是说这是最理想的选择，受限于USB-JTAG电路采用的是Atmel AT90USB162 全速USB芯片，所以编程速率没有外部的仿真器快。
通过USB-JTAG实现编程的话同样可以通过两种下载工具，一种是通过Digilent的Serial Flash Utility下载工具，这需要在Digilent的官网下载，就不另作介绍了；我们可以直接使用Xilinx ISE设计工具自带的iMPACT。
打开iMPACT工具会出现一个使用JTAG配置器件的框选，选择对应的编程工具。
成功连接板卡后会出现验证成功的提示，此时如果我们需要往LX9 MicroBoard板载的SPI FLASH下载程序的话还需在iMPACT框中出现的FPGA上添加SPI Flash，并且SPI FLASH中需要配置ISE工具生成的bitstream以及MCS文件，最后就可以执行文件的下载。
具体的操作流程本文就不再一一说明，有兴趣的可以参考AES-S6MB-LX9-G-User-Guide-Configuration-Guide-ISE文档（可以在AVNET官网免费下载），内有详细的步骤说明。说实话，ISE开发工具的使用一定程度上要比Xilinx另一个EDA工具Vivado繁琐（从趋势上来看，Vivado工具主要面向Xilinx更高端的器件开发，相信着也是赛灵思今后主流的EDA工具），对于初学者来说学习难度、学习成本都会更高，但是，LX9 MicroBoard只能支持ISE的开发，所以，如果真这板卡感兴趣的话，ISE工具是无法回避的。
小结
体验了入门级FPGA开发平台Spartan-6 LX9 MicroBoard硬件以及开发环境等情况，板卡搭载的FPGA芯片 XC6SLX9基本能满足入门级FPGA平台的学习、开发需求，当然尤其适合面向对RTOS系统、网站服务器等联网通信应用领域有需求的用户，配合Xilinx公司提供的强大的集成设计工具ISE Design Suite，使得FPGA的设计变得更加灵活、方便。当然，如果对扩展要求比较高的用户，需要实现更多功能模块的扩展，那还是推荐大家选用Xilinx更加高端、资源更多的FPGA开发平台。
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原创申明：本文为爱板网原创，谢绝转载！
最近，爱板网拿到了AVNET推出的一款入门级FPGA开发平台——LX9 MicroBoard，板卡采用的主芯片是基于赛灵思 Spartan-6 FPGA系列的XC6SLX9，在整个Spartan-6 FPGA产品系列中，属于容量相对较小（倒数第二），非常适合作为入门级的FPGA开发平台。
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- 10/100 以太网 PHY
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